تخيل عام 2065. ارتفعت الأشعة فوق البنفسجية المتحولة للحمض النووي بنسبة 650 في المائة ، مع تأثيرات ضارة محتملة على النباتات والحيوانات ومعدلات سرطان الجلد البشري.
هذا هو العالم الذي كنا سنورثه إذا لم توافق 193 دولة على حظر المواد المستنفدة للأوزون ، وفقًا للكيميائيين الجويين في وكالة ناسا ، وجامعة جونز هوبكنز في بالتيمور ، ووكالة التقييم البيئي الهولندية في بيلتهوفن. كشف الباحثون النقاب عن محاكاة حاسوبية جديدة هذا الأسبوع لكارثة عالمية تمكن البشر من تجنبها.
في وقت لاحق ، يقول الباحثون ، إن بروتوكول مونتريال كان "اتفاقية دولية رائعة يجب دراستها من قبل المعنيين بالاحترار العالمي ومحاولات التوصل إلى اتفاق دولي حول هذا الموضوع".
الأوزون هو واقي الشمس الطبيعي للأرض ، ويمتص ويمنع معظم الأشعة فوق البنفسجية القادمة من الشمس ويحمي الحياة من الإشعاع الضار للحمض النووي. يتم إنشاء الغاز بشكل طبيعي وتجديده بواسطة تفاعل كيميائي ضوئي في الغلاف الجوي العلوي حيث تقوم الأشعة فوق البنفسجية بتكسير جزيئات الأكسجين إلى ذرات فردية ثم تتجمع بعد ذلك إلى جزيئات ثلاثية الأجزاء (O3). عندما يتم تحريك الأوزون حول العالم بواسطة رياح المستوى العلوي ، يتم استنفاد الأوزون ببطء بسبب غازات الغلاف الجوي التي تحدث بشكل طبيعي. إنه نظام في التوازن الطبيعي.
لكن مركبات الكلوروفلوروكربون - التي تم اختراعها في عام 1928 كمبردات وناقلات خاملة للبخاخات الكيميائية - أخلت بهذا التوازن. اكتشف الباحثون في السبعينيات والثمانينيات أنه في حين أن مركبات الكربون الكلورية فلورية خاملة على سطح الأرض ، فإنها تفاعلية تمامًا في الستراتوسفير (ارتفاع 10 إلى 50 كيلومترًا ، أو 6 إلى 31 ميلاً) ، حيث يتراكم ما يقرب من 90 بالمائة من طبقة الأوزون على الكوكب. تسبب الأشعة فوق البنفسجية مركبات الكلوروفلوروكربون ومركبات البروم المماثلة في الستراتوسفير لتتفكك إلى عنصر الكلور والبروم الذي يدمر بسهولة جزيئات الأوزون.
في الثمانينيات ، فتحت المواد المستنفدة للأوزون "حفرة" فصل الشتاء فوق القارة القطبية الجنوبية وفتحت أعين العالم على آثار النشاط البشري على الغلاف الجوي. في يناير 1989 ، دخل بروتوكول مونتريال حيز التنفيذ ، وهو أول اتفاق دولي على الإطلاق بشأن تنظيم الملوثات الكيميائية.
في الدراسة الجديدة المنشورة على الإنترنت في مجلة الكيمياء والفيزياء الجوية ، قام عالم جودارد بول نيومان وفريقه بمحاكاة "ما يمكن أن يكون" إذا لم يتم حظر مركبات الكربون الكلورية فلورية والمواد الكيميائية المماثلة. استخدمت المحاكاة نموذجًا شاملاً تضمن التأثيرات الكيميائية الجوية وتغيرات الرياح وتغيرات الإشعاع. يمكن مشاهدة فيديو "العالم الذي تم تجنبه" هنا في Quicktime (لمزيد من التنسيقات ، انتقل هنا).
بحلول عام 2020 ، تمت محاكاة 17 في المائة من جميع الأوزون على مستوى العالم. يبدأ ثقب الأوزون في التكوّن كل عام فوق القطب الشمالي ، الذي كان يومًا مكانًا لمستويات الأوزون الهائلة.
بحلول عام 2040 ، تقل تركيزات الأوزون العالمية عن نفس المستويات التي تشكل حاليًا "الحفرة" فوق القارة القطبية الجنوبية. يصل مؤشر الأشعة فوق البنفسجية في مدن خطوط العرض الوسطى إلى حوالي 15 ظهرًا في يوم صيفي صافٍ ، مما يعطي حروق شمس ملحوظة في حوالي 10 دقائق. فوق القارة القطبية الجنوبية ، يصبح ثقب الأوزون على مدار السنة.
بنهاية النموذج الذي تم تشغيله في عام 2065 ، ينخفض الأوزون العالمي بنسبة 67 في المائة مقارنة بمستويات السبعينيات. تتضاعف شدة الأشعة فوق البنفسجية على سطح الأرض ؛ عند أطوال موجية أقصر ، ترتفع الشدة بما يصل إلى 10000 مرة. ترتفع الإشعاع المسببة لسرطان الجلد.
قال عالم جودارد والمؤلف المشارك في الدراسة ريتشارد ستولرسكي ، الذي كان من بين رواد كيمياء الأوزون في الغلاف الجوي في السبعينيات: "إن عالمنا الذي تجنبه الحساب يتجاوز قليلاً ما اعتقدت أنه سيحدث". "قد لا تكون الكميات صحيحة تمامًا ، ولكن النتائج الأساسية تشير بوضوح إلى ما يمكن أن يحدث للغلاف الجوي."
وأضاف نيومان: "لقد قمنا بمحاكاة عالم تم تجنبه ، وهو عالم يجب أن نكون سعداء لأننا تجنبناه".
كما هو ، تم إيقاف إنتاج المواد المستنفدة للأوزون في الغالب منذ حوالي 15 عامًا ، على الرغم من أن وفرتها بدأت في الانخفاض فقط لأن المواد الكيميائية يمكن أن تتواجد في الغلاف الجوي لمدة 50 إلى 100 عام. وقد حدثت ذروة الوفرة لمركبات الكربون الكلورية فلورية في الغلاف الجوي حوالي عام 2000 ، وانخفضت بما يقرب من 4 في المائة حتى الآن. تم استنفاد الأوزون الاستراتوسفيري بنسبة 5 إلى 6 في المائة عند خطوط العرض المتوسطة ، ولكنه انتعش إلى حد ما في السنوات الأخيرة.
